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C++怎么实现迪杰斯特拉算法_C++最短路径教程【网络】

尼克

尼克

发布时间:2026-02-27 15:14:03

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来源于php中文网

原创

正确实现dijkstra需用std::priority_queue配合懒删除:存{dist[u],u},弹出时检查dist[u]是否最新;距离数组初始化为0x3f3f3f3f(或llong_max/3),邻接表建图注意0-based索引和无向边双向添加,路径还原需prev[]数组。

c++怎么实现迪杰斯特拉算法_c++最短路径教程【网络】

怎么用 std::priority_queue 正确实现 Dijkstra 的优先队列

不能直接用 std::priority_queue<:pair int>></:pair>{dist[u], u} 然后改距离——它不支持减小键(decrease-key),一旦 dist[u] 变小,旧的堆内元素不会自动更新,导致重复松弛或跳过更优路径。

实际做法是「懒删除」:每次从堆里弹出时,先检查当前取出的 dist[u] 是否等于最新已知距离。不等就跳过。

  • 必须用 vector<long long></long>vector<int></int> 存最短距离,初始化为大数(如 LLONG_MAX / 2),避免溢出
  • std::priority_queue 默认是最大堆,要改成最小堆得写 priority_queue<pair>, vector<pair>>, greater<pair>>></pair></pair></pair>
  • 图用邻接表存,vector<vector int>>></vector>,第二维是 {v, weight}

为什么 INT_MAX 做初始距离容易崩

加法溢出。比如某条边权是 INT_MAX,而你写 dist[u] + w,哪怕 dist[u] 已经是 INT_MAX,结果就是负数,后续比较全乱。

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  • 推荐用 0x3f3f3f3f(约 10.6 亿)代替 INT_MAX:它足够大、可安全相加两次不溢出、还能用 memset(dist, 0x3f, sizeof dist) 初始化
  • 若边权可能 > 10⁹,改用 long longLLONG_MAX / 3,别直接用 LLONG_MAX,加法仍可能越界
  • 初始化后记得设 dist[start] = 0,否则起点距离不对,整个算法失效

邻接表建图时常见的索引错误

输入点编号从 1 开始,但代码里用 0-based 数组,没减 1 → 访问越界或算错邻居。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 读入边 u v w 后,立刻转成 u--, v-- 再存入邻接表
  • 如果题目说“n 个点,m 条边”,数组大小必须开到 n+1(哪怕你用 0-based),否则第 n 个点存不下
  • 无向图要加两条边:g[u].push_back({v, w})g[v].push_back({u, w});漏掉一条,路径就不连通

输出路径时怎么反向还原节点序列

Dijkstra 本身只算距离,要路径就得额外维护 prev[] 数组记录每个点是从谁更新来的。

  • 松弛成功时(dist[v] > dist[u] + w),同步更新 prev[v] = u
  • 还原路径用栈或递归:从终点不断跳 prev[v],直到 prev[v] == -1(起点)
  • 注意:起点的 prev[start] 必须初始化为 -1,否则还原会死循环
  • 如果只需求最短距离,别浪费空间和时间存 prev;但一旦要路径,这个数组不能省
Dijkstra 对负权边完全失效,这点很容易被忽略——哪怕只有一个负权边,算法就可能给出错误结果。真要处理负权,得换 Bellman-Ford 或 SPFA,不是调几个参数能补救的。

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